《建筑给水排水设计规范》 (GB 50015) 自发布至今, 虽然经过了多次修订, 但对于建筑用水定额部分从制定至今并未进行修订。随着人们生活水平的提高、用水习惯的改变、用水器具的推广等原因, 原先制定的用水定额已经无法适用于现在的规划设计。关于住宅类建筑, 规范中所给的用水定额范围较大, 给设计人员的设计取值带来了困扰^[1];且现行规范定额取值未考虑其他影响因素, 定额制定缺乏依据, 对于不同地区的建筑很难在实际设计及用水管理中选择合适的定额值, 因此对目前的住宅类建筑用水定额进行重新调查研究, 重新制定符合当地实际情况的用水定额具有重大意义。水专项课题“建筑水系统微循环重构技术研究与示范”组织对全国不同分区的用水量进行了较深入的调查, 本文为西南地区重庆市的调查结果及分析。

　　 按照城市大小规模, 分别选取重庆地区大、中、小城市各1座 (见表1) , 对其进行住宅类用水情况调查研究。

　　 调查内容包括住宅建筑类型、面积、建筑高度、建成年份、楼层数等;住宅月用水量统计情况;用水人数、供水形式等。

　　 本次调研收集了各地自来水公司提供的近3年对住宅用户的用水量监测数据;通过现场走访小区物业收集建筑年代等基本信息;通过发放调查问卷对住宅人口、用水器具设置等情况进行调查。根据用水量及用水人口计算出人均用水量。

　　 首先对收集到的数据进行分析和筛选, 剔除其中存在的过大、过小或不合理的数据, 并对调研获得的数据进行统计和整理, 检验数据是否完整、是否有效、代表性具备与否和是否与用水水平一致性等, 并用数理统计的方法对筛选后的数据进行分析和统计^[2]。

　　 本次调研共收集到住宅类建筑用水量数据共1 072份, 对其中无效数据进行剔除筛选后, 剩下有效数据986份, 占收集数据总量的91.98%。住宅类建筑根据现行《建筑给水排水设计规范》, 分为Ⅱ类建筑和Ⅲ类建筑。各住宅类建筑基本情况见表2、表3。

　　 根据重庆市自来水公司提供的多年用水量数据以及现场收集到的用水人数及建筑等信息, 计算出人均日用水量, 并对人均日用水量进行频次分析, 频次分析的结果见表4与图1。

　　 从图1及表4可以看出, 人均日用水量大部分集中在100～250 L/ (人·d) , 80%的人均日用水量都在191.67 L/ (人·d) 以内。

　　 对住宅类建筑用水情况造成影响的因素有很多, 例如住宅类别、气候条件、居民生活经济条件等等都会对用水情况产生影响。为了对影响因素的重要程度进行分析, 本文采用相关性分析方法, 计算影响因素与人均日用水量的相关性, 分析其中最主要的影响因素。

　　 相关性分析^[3]是研究两变量之间线性关系的统计分析方法。根据计算后的人均日用水量情况及建筑、气候等相关信息, 进行相关性计算, 结果见表5。

　　 由表5可以看出, 对住宅类建筑用水情况影响较大的因素有住宅类别和建筑年代, 气温及城市规模对其影响不大, 其中影响最大的为住宅类别。不同类型的住宅卫生器具设置不同, 用水器具是住宅用水的主要部位, 用水器具越完善, 用水的部位也就越多, 用水量越大。对不同器具设置的建筑分别进行计算, 其结果见表6。

　　 从表6可以看出, Ⅲ类建筑人均日用水量的最大值、最小值和平均值均大于Ⅱ类建筑, 由于Ⅲ类建筑较Ⅱ类建筑用水器具更为完善, 具有家用热水机组或集中热水供应, 故其用水量也更大。

　　 建筑年代和人均日用水量有一定程度的相关性, 本次调查的建筑主要建于20世纪80年代、90年代和2000年后, 3个年代的建筑对人均日用水量的影响情况见图2。

　　 对于不同年代的住宅类建筑, 建于2000年后的建筑人均日用水量最低, 20世纪90年代建筑人均日用水量最高。由于从20世纪80年代建筑到20世纪90年代建筑, 随着用水器具的完善, 用水量也随之增加, 而到2000年以后, 随着节水意识的宣传、节水器具的推广, 用水量有大幅度的下降^[4]。

　　 城市的大小规模对人均日用水量变化情况影响不大, 对不同规模城市的用水情况进行统计, 结果见表7。

　　 由表7可以看出, 本次调查城市位置相近, 气候条件、用水习惯等较为相近, 因此不同大小城市人均日用水量相差不大。

　　 从本次调查数据中可以看出, 温度与人均日用水量线性关系不明显, 人均日用水量随温度变化波动不大 (见图3) 。这与之前的研究^[5,6]有所不同。

　　 一方面, 温度高时, 用水量较大;另一方面, 温度低时, 用水量均值较小, 但用水量波动大, 用水量随机性较大。因此, 两者之间线性关系不显著。

　　 此外, 还收集到部分住宅2013～2015年3年的用水量数据。表8为住宅类建筑人均日用水量年度变化情况, 可以看出, 人均日用水量随年份变化较小, 处于一个稳定的状态, 可以推测未来几年也将会处于一个稳定的变化范围内。

　　 用水定额的计算方法是确保用水定额科学性、合理性、准确性的重要因素。目前常用的方法有类比法、统计分析法、经验法、理论计算法、技术测定法等^[7]。

　　 在计算用水定额的过程中, 由于受到建筑类型、气候、当地经济条件以及人们生活习惯等原因的影响, 一般使用两种及以上的方法进行用水定额计算分析, 并用这两种结果相互校核验证, 综合分析, 比较两者计算结果, 获得最为准确合理科学的用水定额结果。

　　 本次使用二次平均法和概率测算法来对用水定额进行统计计算, 对比分析后确定最终的住宅类建筑用水定额值。概率测算法在计算中取累计频率为80%, 此时λ=0.788。

　　 采用二次平均法和概率测算法对Ⅱ类和Ⅲ类建筑进行用水定额计算后, 其结果见表9。

　　 根据表9计算结果, 并综合考虑节水需求, 建议Ⅱ类和Ⅲ类建筑用水定额分别为150～170 L/ (人·d) 和230～250 L/ (人·d) 。

　　 与现有定额相比, 本次计算出的Ⅲ类住宅用水定额值接近重庆市生活用水定额中C类住宅的上限, 说明定额值较合理, 能够满足用水管理的需求。而与现行《建筑给水排水设计规范》中住宅用水定额相比, 则处于规范中普通住宅取值范围内, 用水水平处于较低水平。

　　 因设计用定额作为计算给水设计流量的参数, 以保障供水为主要目的, 往往取值较大, 因此给设计选值造成困难。通过本次调查及定额值计算, 缩小了取值范围, 可为重庆市同类住宅设计提供参考。

　　 根据重庆市自来水公司提供的7个小区6月份连续1周的远传水表监测数据, 对7 d内同一时间的每小时水量取平均值, 并计算时变化系数, 结果见图4、表10。

　　 根据表10结果所示, 住宅类建筑小时变化系数实测值在1.85～2.40, 低于《建筑给水排水设计规范》中的2.5～3.0范围, 说明目前住宅类建筑用水时间较为平均, 可供同类建筑设计参考。

　　 用水定额是建筑给水设计中重要的设计参数, 其选值直接关系到给水系统的投资运行, 选值过大则系统投资过大, 能耗增加;选值过小则无法满足日常正常生活用水。

　　 随着生活水平的提高、节水意识的增加及各方面影响因素的变化, 用水定额的制定应该是动态发展的。

　　 目前重庆市住宅类建筑的实际用水量与现行《建筑给水排水设计规范》的用水具有一定的差异。此次研究通过对重庆市3个大小规模不同城市用水量的收集, 分析了住宅类建筑日均日用水量的影响因素, 采用二次平均法和概率测算法对重庆市住宅类建筑用水定额进行了计算, 并计算了重庆市住宅类建筑的时变化系数, 可作为同类建筑设计选值的参考, 也可为用水单位节水管理提供依据。